一種基于leo衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，所述方法包括以下步驟：（1）地面發(fā)射端將一待發(fā)送至衛(wèi)星接收端的上行信號(hào)按時(shí)間順序劃分為上行引導(dǎo)段和上行業(yè)務(wù)段；（2）所述上行引導(dǎo)段通過(guò)SAMA方式引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù)段開始傳送，并輔助所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)，并在所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)之后，引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù)段的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)解；（3）所述上行業(yè)務(wù)段通過(guò)CDMA方式對(duì)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。本發(fā)明不僅能夠保證系統(tǒng)接入性能良好，而且能夠減少多波束接收星上處理所需的信號(hào)捕獲模塊的數(shù)量，從而有效降低星上多波束接收處理的復(fù)雜度。
【專利說(shuō)明】-種基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于LE0衛(wèi)星多波束接收星上處理的多 址接入方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線通信是指通信雙方至少有一方以無(wú)線方式進(jìn)行信息的交換和傳輸，是當(dāng)今世 界科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，對(duì)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著舉足輕重的作用。其 中，衛(wèi)星通信是無(wú)線通信一個(gè)重要的領(lǐng)域，尤其在發(fā)生重大毀滅性的自然災(zāi)害的地區(qū)，地面 網(wǎng)絡(luò)遭到破壞，衛(wèi)星通信可能是唯一幸存的通信手段。
[0003] 相比基于 GEO (Geostationary Earth Orbit)、MEO (Medium Earth orbit)衛(wèi)星 的通信系統(tǒng)，LEO (Low Earth Orbit，近地軌道)衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有傳播時(shí)延短的先天優(yōu)勢(shì)， 能更好的滿足語(yǔ)音等實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的要求，保證通信質(zhì)量。多顆LE0衛(wèi)星組網(wǎng)可構(gòu)成全球全 天候?qū)崟r(shí)覆蓋的星座系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球移動(dòng)通信的重要途徑之一。
[0004] 為了更好的滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的多種新業(yè)務(wù)應(yīng)用（如高分辨率的圖片、視頻等）的 需求，系統(tǒng)的高速率、大容量是現(xiàn)階段LE0衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。LE0衛(wèi)星結(jié)合星 載多波束天線，使得衛(wèi)星接收實(shí)現(xiàn)高增益，從而達(dá)到系統(tǒng)信息速率和容量提升的目的。因 此，LE0衛(wèi)星結(jié)合星載多波束天線的使用及其相關(guān)信號(hào)體制、收發(fā)處理技術(shù)是現(xiàn)階段LE0衛(wèi) 星通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。
[0005] 多址接入技術(shù)，可定義為多個(gè)用戶接入一個(gè)公共傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)各用戶通信的技 術(shù)。實(shí)現(xiàn)多址接入的技術(shù)基礎(chǔ)是信號(hào)分割，也就是在信號(hào)的發(fā)射端進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男盘?hào)設(shè)計(jì)，使 系統(tǒng)中各用戶發(fā)射的信號(hào)有所差別。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，多址接入設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是， 將系統(tǒng)有限的資源（時(shí)間、頻率、正交碼子、空間等）以某種方式進(jìn)行合理的劃分，便于覆蓋 區(qū)內(nèi)眾多的用戶進(jìn)行資源共享。
[0006] 根據(jù)信道資源分配方式的不同，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中常用的多址接入技術(shù)可分為固定 分配多址、按需分配多址以及隨機(jī)分配多址三大類別。固定分配多址和按需分配多址常用 的有頻分多址（FDMA)、時(shí)分多址（TDMA)、碼分多址（CDMA)和空分多址（SDMA)等；基本的隨 機(jī)多址接入方法有純AL0HA和時(shí)隙AL0HA兩種。實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)相關(guān)約束和需求進(jìn) 行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，往往是基本接入方式的組合或變形。
[0007] 多址接入方法的優(yōu)劣，一方面影響著系統(tǒng)整體性能，同時(shí)也直接影響著發(fā)射端和 接收端的多址接入信號(hào)處理的復(fù)雜程度。星載多波束接收天線的使用，將引入多通道的星 上處理特性，繼續(xù)采用傳統(tǒng)的CDMA接入方式將由于多通道的引入成倍數(shù)關(guān)系的增加處理 的復(fù)雜度，這對(duì)于有限資源的LE0衛(wèi)星往往是不可接受的。使用星載多波束接收天線的LE0 衛(wèi)星CDMA通信系統(tǒng)，如在保證系統(tǒng)接入性能的前提下，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單有效的適合于星上處理 的多址接入方法，是LE0衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于，提供一種基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方 法，其不僅能夠保證系統(tǒng)接入性能良好，而且能夠減少多波束接收星上處理所需的信號(hào)捕 獲模塊的數(shù)量，從而有效降低星上多波束接收處理的復(fù)雜度。
[0009] 為了解決上述問(wèn)題，一種基于LE0衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，所 述方法包括以下步驟：（1)地面發(fā)射端將一待發(fā)送至衛(wèi)星接收端的上行信號(hào)按時(shí)間順序劃 分為上行引導(dǎo)段和上行業(yè)務(wù)段；（2)所述上行引導(dǎo)段通過(guò)SAMA方式引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù)段開 始傳送，并輔助所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)，并在所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信 號(hào)之后，引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù)段的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)解；（3)所述上行業(yè)務(wù)段通過(guò)CDMA方式對(duì)所 述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
[0010] 作為可選的技術(shù)方案，在步驟（3)之后進(jìn)一步包括：所述衛(wèi)星接收端的多波束接 收天線將所接收到的上行信號(hào)輸出為多個(gè)波束信號(hào)；所述衛(wèi)星接收端的信號(hào)捕獲模塊對(duì)每 一所述波束信號(hào)進(jìn)行信號(hào)捕獲。
[0011] 作為可選的技術(shù)方案，所述地面發(fā)射端包括地面終端或地面站。
[0012] 作為可選的技術(shù)方案，所述上行引導(dǎo)段在時(shí)間順序上位于所述上行業(yè)務(wù)段之前， 并且采用SAMA多址接入方式，當(dāng)采用所述SAMA多址接入方式時(shí)，每一所述地面發(fā)射端所傳 送的上行引導(dǎo)段均使用相同的擴(kuò)頻序列PN (0)進(jìn)行擴(kuò)頻。
[0013] 作為可選的技術(shù)方案，所述上行業(yè)務(wù)段在時(shí)間順序上位于所述上行引導(dǎo)段之后， 并且采用CDMA多址接入方式，當(dāng)采用所述CDMA多址接入方式時(shí)，每一所述地面發(fā)射端所 傳送的上行業(yè)務(wù)段均使用擴(kuò)頻序列PN (i) (i=l、2…N)中任意一個(gè)進(jìn)行擴(kuò)頻；其中，每一 所述擴(kuò)頻序列PN (i) (i=0、l、2…N)具有尖銳的自相關(guān)特性，且每一所述擴(kuò)頻序列PN (i) (i=0、l、2…N)之間具有正交或準(zhǔn)正交的互相關(guān)特性。
[0014] 作為可選的技術(shù)方案，在步驟（2)中進(jìn)一步包括：（21)所述地面發(fā)射端將所述上 行引導(dǎo)段按時(shí)間順序劃分為捕獲引導(dǎo)段和業(yè)務(wù)引導(dǎo)段；（22)所述捕獲引導(dǎo)段輔助所述衛(wèi) 星接收端捕獲所述上行信號(hào)；（23)所述業(yè)務(wù)引導(dǎo)段引導(dǎo)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)解。
[0015] 作為可選的技術(shù)方案，所述捕獲引導(dǎo)段為全'0'或全'1'比特，所占用的時(shí)間長(zhǎng)度 與所述衛(wèi)星接收端完成捕獲所述上行引導(dǎo)段所需的時(shí)間相關(guān)。
[0016] 作為可選的技術(shù)方案，在步驟（21)中進(jìn)一步包括：（211)所述地面發(fā)射端將所述 業(yè)務(wù)引導(dǎo)段劃分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指示段和擴(kuò)展字段，其中所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指示段用 以指示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻所使用的擴(kuò)頻碼，所述擴(kuò)展字段用以提供所述上行業(yè)務(wù)段的先驗(yàn)信 肩、。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明適合LE0衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法 將用戶上行信號(hào)按時(shí)間順序劃分為兩段(上行引導(dǎo)段和上行業(yè)務(wù)段)，所述上行引導(dǎo)段采用 SAMA多址接入方法，所述上行業(yè)務(wù)段采用CDMA多址接入方法，從而使SAMA多址接入方法和 CDMA多址接入方法兩者有機(jī)結(jié)合；星載多波束接收的條件下采用SAM-CDMA(Spread ALOHA Multiple Access-Code Division Multiple Access)多址接入方法。衛(wèi)星接收端捕獲上行 信號(hào)的上行引導(dǎo)段，并且衛(wèi)星接收端輸出的每一波束只需1個(gè)針對(duì)擴(kuò)頻序列PN (0)的信號(hào) 捕獲模塊，相較于傳統(tǒng)CDMA多址接入方法，本發(fā)明大大減少了星上處理所需的信號(hào)捕獲模 塊的數(shù)量，從而可以有效解決傳統(tǒng)CDMA多址接入方法星上多波束接收處理復(fù)雜度過(guò)高的 問(wèn)題，同時(shí)具有系統(tǒng)用戶容量大的優(yōu)點(diǎn)。再者，通過(guò)SAMA-CDMA多址接入方法來(lái)實(shí)現(xiàn)LE0衛(wèi) 星多波束接收星上處理的衛(wèi)星通信系統(tǒng)能夠有效降低衛(wèi)星設(shè)備的研制成本、減輕衛(wèi)星設(shè)備 的重量以及降低衛(wèi)星的發(fā)射成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明一種基于LE0衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法的步驟流程 示意圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明所述上行信號(hào)劃分的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的基于LE0衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方 法的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 參見圖1所示，一種基于LE0衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，該方法適 用于使用星載多波束接收天線和星上接收處理技術(shù)的LE0衛(wèi)星通信系統(tǒng)的多用戶（即地面 發(fā)射端）上行發(fā)射通信信號(hào)(可簡(jiǎn)稱為上行信號(hào)）的設(shè)計(jì)和衛(wèi)星接收端的處理方法的設(shè)計(jì)， 其中星載多波束接收天線是指一衛(wèi)星接收端在信號(hào)接收時(shí)使用多波束天線，星上接收處理 技術(shù)是指衛(wèi)星接收端對(duì)接收到的上行信號(hào)進(jìn)行下變頻、濾波、放大、信號(hào)捕獲、載波/碼/位 同步跟蹤、解擴(kuò)、解調(diào)、譯碼等處理。
[0022] 所述方法包括：步驟S110、地面發(fā)射端將一待發(fā)送至衛(wèi)星接收端的上行信號(hào)按時(shí) 間順序劃分為上行引導(dǎo)段和上行業(yè)務(wù)段；S120、所述上行引導(dǎo)段通過(guò)SAMA方式引導(dǎo)整個(gè)上 行業(yè)務(wù)段開始傳送，并輔助所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)，并在所述衛(wèi)星接收端捕獲 所述上行信號(hào)之后，引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù)段的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)解；S130、所述上行業(yè)務(wù)段通過(guò) CDMA方式對(duì)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
[0023] 其中，步驟S110中所述地面發(fā)射端包括地面終端或地面站的發(fā)射端。所述衛(wèi)星接 收端為使用星載多波束接收天線和星上接收處理技術(shù)的LE0衛(wèi)星。所述地面發(fā)射端與所述 衛(wèi)星接收端進(jìn)行通信。所述地面發(fā)射端需完成對(duì)發(fā)射上行信號(hào)的設(shè)計(jì)，所述衛(wèi)星接收端需 完成對(duì)上行信號(hào)的接收處理的設(shè)計(jì)。鑒于在衛(wèi)星多波束接收的條件下信號(hào)捕獲的復(fù)雜度很 高，于是，本發(fā)明通過(guò)對(duì)地面發(fā)射端和衛(wèi)星接收端的設(shè)計(jì)，從而能夠降低衛(wèi)星接收端的接收 處理特別是信號(hào)捕獲的復(fù)雜度(將在下文中會(huì)進(jìn)一步說(shuō)明）。
[0024] 步驟120中的所述上行引導(dǎo)段對(duì)所述上行業(yè)務(wù)段開始傳送(或進(jìn)行通信）進(jìn)行引 導(dǎo)，并輔助衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)的上行引導(dǎo)段和上行業(yè)務(wù)段，在所述衛(wèi)星接收端 捕獲所述上行信號(hào)之后，引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù)段的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)解，也就是說(shuō)，對(duì)后繼的所述 上行業(yè)務(wù)段的跟蹤、解調(diào)等在接收過(guò)程中所需的先驗(yàn)信息進(jìn)行傳遞，該先驗(yàn)信息是表示在 所述上行引導(dǎo)段中。
[0025] 具體來(lái)說(shuō)，所述上行引導(dǎo)段在時(shí)間順序上位于所述上行業(yè)務(wù)段之前，并且采用 SAMA多址接入方式，其中所述SAMA多址接入方式可稱為擴(kuò)頻AL0HA多址接入方式，而擴(kuò)頻 AL0HA多址接入方式，即為擴(kuò)頻技術(shù)與AL0HA技術(shù)相結(jié)合的一種接入?yún)f(xié)議。所述SAMA多址 接入方式不同于CDMA多址接入方式，前者無(wú)需為不同的用戶（例如地面發(fā)射端)分配不同的 擴(kuò)頻碼。當(dāng)采用SAMA多址接入方式時(shí)，每一所述地面發(fā)射端所傳送的上行引導(dǎo)段均使用相 同的擴(kuò)頻序列PN (0)進(jìn)行擴(kuò)頻。
[0026] 在本實(shí)施例中，參見圖2所示，所述上行信號(hào)占用的總時(shí)間長(zhǎng)度為 所述上行引導(dǎo)段占用的時(shí)間長(zhǎng)度為&。在步驟120中可以進(jìn)一步包括：（a)所述地 面發(fā)射端將所述上行引導(dǎo)段按時(shí)間順序劃分為捕獲引導(dǎo)段和業(yè)務(wù)引導(dǎo)段；（b)所述捕獲引 導(dǎo)段輔助所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)；（c)所述業(yè)務(wù)引導(dǎo)段引導(dǎo)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào) 解。
[0027] 其中，所述捕獲引導(dǎo)段為全'0'或全'1'比特，占用的時(shí)間長(zhǎng)度為4，可參見圖2， 4的具體值與衛(wèi)星接收端利用捕獲算法完成捕獲上行引導(dǎo)段所需的時(shí)間相關(guān)?？蛇x的，在 步驟（a)中可以進(jìn)一步包括：所述地面發(fā)射端將所述業(yè)務(wù)引導(dǎo)段劃分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指 示段和擴(kuò)展字段；其中所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指示段用以指示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻所使用的擴(kuò)頻碼 (或長(zhǎng)碼的碼相位）;所述擴(kuò)展字段用以提供上行業(yè)務(wù)段進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制相關(guān)的先驗(yàn)信息(例如 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息速率、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等)。所述業(yè)務(wù)引導(dǎo)段的字段及時(shí)間長(zhǎng)度與所需提供的先 驗(yàn)信息相關(guān)，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。例如所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所使用的擴(kuò) 頻碼(或長(zhǎng)碼的碼相位）有256個(gè)，則所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指示段應(yīng)至少是8bit ;例如業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)信息速率有4檔，若要在接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)快速自適應(yīng)速率接收，地面發(fā)射端可以在所述 業(yè)務(wù)引導(dǎo)段的擴(kuò)展字段中增加信息速率字段，以作為先驗(yàn)信息告知衛(wèi)星接收端，以輔助衛(wèi) 星接收端自適應(yīng)接收，此時(shí)該信息速率字段至少是2bit ;類似的，如需傳遞其他先驗(yàn)信息 以便衛(wèi)星接收端自適應(yīng)接收使用，相應(yīng)的需在所述業(yè)務(wù)引導(dǎo)段的擴(kuò)展字段中增加相應(yīng)長(zhǎng)度 的字段內(nèi)容，在此不再一一贅述。
[0028] 繼續(xù)參見圖1中的步驟S130,所述上行業(yè)務(wù)段通過(guò)CDMA方式對(duì)所上行業(yè)務(wù)段的業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)(或稱業(yè)務(wù)通信數(shù)據(jù)信息）進(jìn)行傳輸。所述上行業(yè)務(wù)段的擴(kuò)頻調(diào)制所用的擴(kuò)頻碼(或 長(zhǎng)碼的碼相位）與所述上行引導(dǎo)段的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指示段的信息一致，其他擴(kuò)頻調(diào)制相 關(guān)信息也與所述上行引導(dǎo)段的擴(kuò)展字段提供的相關(guān)信息一致。
[0029] 具體來(lái)說(shuō)，所述上行業(yè)務(wù)段在時(shí)間順序上位于所述上行引導(dǎo)段之后，并且采用 CDMA多址接入方式，當(dāng)采用CDMA多址接入方式時(shí)，每一所述地面發(fā)射端所傳送的上行業(yè)務(wù) 段均使用擴(kuò)頻序列PN (i) (i=l、2…N)中任意一個(gè)進(jìn)行擴(kuò)頻；其中，每一所述擴(kuò)頻序列PN (i) (i=0、l、2…n)具有尖銳的自相關(guān)特性，且每一所述擴(kuò)頻序列PN (i) (i=0、l、2…N)之 間具有正交或準(zhǔn)正交的互相關(guān)特性。
[0030] 另外，在步驟S130之后可以進(jìn)一步包括以下步驟：所述衛(wèi)星接收端的多波束接收 天線將所接收到的上行信號(hào)輸出為多個(gè)波束信號(hào)；所述衛(wèi)星接收端的信號(hào)捕獲模塊對(duì)每一 所述波束信號(hào)進(jìn)行信號(hào)捕獲。
[0031] 其中，所述多波束接收天線輸出的多個(gè)波束信號(hào)為并列，且一直保持接收狀態(tài)，同 時(shí)信號(hào)捕獲模塊也一直保持處于捕獲搜索PN (0)信號(hào)的狀態(tài)。當(dāng)?shù)孛姘l(fā)射端暫未發(fā)送上 行引導(dǎo)段至衛(wèi)星接收端時(shí)，信號(hào)捕獲模塊捕獲不成功；當(dāng)?shù)孛姘l(fā)射端發(fā)送上行引導(dǎo)段至衛(wèi) 星接收端時(shí)，信號(hào)捕獲模塊可以判斷出所接收到的上行信號(hào)中包含有相同擴(kuò)頻序列PN (0) 信號(hào)，捕獲成功并給出PN (0)碼相位、載波多普勒等捕獲信息。這樣，衛(wèi)星接收端輸出的每 一個(gè)波束信號(hào)只需使用一個(gè)信號(hào)捕獲模塊，這樣會(huì)更加簡(jiǎn)便快捷。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他部 分實(shí)施例中，也可以使用一個(gè)信號(hào)捕獲模塊對(duì)多個(gè)波束信號(hào)進(jìn)行捕獲處理。
[0032] 在LE0衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的信號(hào)捕獲模塊會(huì)消耗大量的處理資源，因此，解決星上 處理復(fù)雜度的問(wèn)題主要集中于如何降低星上快速捕獲的復(fù)雜度。在現(xiàn)有技術(shù)采用CDMA多 址接入方法中，各個(gè)用戶以偽隨機(jī)序列PN碼相互區(qū)分，應(yīng)用至使用多波束接收天線的LEO 衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，則要求每一波束都應(yīng)具備捕獲和接收所有PN的能力。進(jìn)一步而言，在 CDMA多址接入方法中，將使用N(N為正整數(shù))個(gè)正交或準(zhǔn)正交的擴(kuò)頻序列，系統(tǒng)分配其中一 個(gè)擴(kuò)頻序列作為某一用戶發(fā)射上行信號(hào)的擴(kuò)頻碼，衛(wèi)星接收端一般需要配置與所使用擴(kuò)頻 序列個(gè)數(shù)相一致的信號(hào)捕獲模塊，因此衛(wèi)星接收端輸出的每一所述波束信號(hào)對(duì)應(yīng)N (N為系 統(tǒng)中使用的擴(kuò)頻偽隨機(jī)序列PN碼的個(gè)數(shù))個(gè)信號(hào)捕獲模塊。而根據(jù)本發(fā)明提供的基于LEO 衛(wèi)星多波束接收星上處理的SAMA-CDMA多址接入方法，所有地面發(fā)射端的上行引導(dǎo)段均使 用同一個(gè)擴(kuò)頻序列PN (0)信號(hào)。衛(wèi)星接收端捕獲上行信號(hào)的上行引導(dǎo)段，并且衛(wèi)星接收端 輸出的每一波束信號(hào)只需1個(gè)針對(duì)擴(kuò)頻序列PN (0)的信號(hào)捕獲模塊，即可完成對(duì)該波束信 號(hào)內(nèi)所有上行用戶（包括該波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有地面終端和地面站）信號(hào)的捕獲，于是， 能夠?qū)崿F(xiàn)僅需傳統(tǒng)CDMA多址接入方法中所使用的信號(hào)捕獲模塊數(shù)量的1/N，從而星上多波 束接入處理的復(fù)雜度大大降低，從而降低衛(wèi)星設(shè)備研制成本、減輕衛(wèi)星設(shè)備重量、降低衛(wèi)星 發(fā)射成本。
[0033] 本發(fā)明適合LE0衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法將用戶上行信號(hào)按時(shí) 間順序劃分為兩段(上行引導(dǎo)段和上行業(yè)務(wù)段)，所述上行引導(dǎo)段采用SAMA多址接入方法， 所述上行業(yè)務(wù)段采用CDMA多址接入方法，從而使SAMA多址接入方法和CDMA多址接入 方法兩者有機(jī)結(jié)合；星載多波束接收的條件下采用SAMA-CDMA (Spread ALOHA Multiple Access-Code Division Multiple Access)多址接入方法。衛(wèi)星接收端捕獲上行信號(hào)的上 行引導(dǎo)段，并且衛(wèi)星接收端輸出的每一波束只需1個(gè)針對(duì)擴(kuò)頻序列PN (0)的信號(hào)捕獲模 塊，相較于傳統(tǒng)CDMA多址接入方法，本發(fā)明大大減少了星上處理所需的信號(hào)捕獲模塊的數(shù) 量，從而可以有效解決傳統(tǒng)CDMA多址接入方法星上多波束接收處理復(fù)雜度過(guò)高的問(wèn)題，同 時(shí)具有系統(tǒng)用戶容量大的優(yōu)點(diǎn)。再者，通過(guò)SAMA-CDMA多址接入方法來(lái)實(shí)現(xiàn)LE0衛(wèi)星多波 束接收星上處理的衛(wèi)星通信系統(tǒng)能夠有效降低衛(wèi)星設(shè)備的研制成本、減輕衛(wèi)星設(shè)備的重量 以及降低衛(wèi)星的發(fā)射成本。
[0034] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟： (1) 地面發(fā)射端將一待發(fā)送至衛(wèi)星接收端的上行信號(hào)按時(shí)間順序劃分為上行引導(dǎo)段和 上行業(yè)務(wù)段； (2) 所述上行引導(dǎo)段通過(guò)SAMA方式引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù)段開始傳送，并輔助所述衛(wèi)星接 收端捕獲所述上行信號(hào)，并在所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)之后，引導(dǎo)所述上行業(yè)務(wù) 段的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)解； (3) 所述上行業(yè)務(wù)段通過(guò)CDMA方式對(duì)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征在 于，在步驟（3)之后進(jìn)一步包括： 所述衛(wèi)星接收端的多波束接收天線將所接收到的上行信號(hào)輸出為多個(gè)波束信號(hào)； 所述衛(wèi)星接收端的信號(hào)捕獲模塊對(duì)每一所述波束信號(hào)進(jìn)行信號(hào)捕獲。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征在 于，所述地面發(fā)射端包括地面終端或地面站的發(fā)射端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征 在于，所述上行引導(dǎo)段在時(shí)間順序上位于所述上行業(yè)務(wù)段之前，并且采用SAMA多址接入方 式，當(dāng)采用所述SAMA多址接入方式時(shí)，每一所述地面發(fā)射端所傳送的上行引導(dǎo)段均使用相 同的擴(kuò)頻序列PN(0)進(jìn)行擴(kuò)頻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征 在于，所述上行業(yè)務(wù)段在時(shí)間順序上位于所述上行引導(dǎo)段之后，并且采用CDMA多址接入方 式，當(dāng)采用所述CDMA多址接入方式時(shí)，每一所述地面發(fā)射端所傳送的上行業(yè)務(wù)段均使用擴(kuò) 頻序列PN(i) (i=l、2…N)中任意一個(gè)進(jìn)行擴(kuò)頻；其中，每一所述擴(kuò)頻序列PN(i) (i=0、 1、2…N)具有尖銳的自相關(guān)特性，且每一所述擴(kuò)頻序列PN(i) (i=0、l、2…N)之間具有正 交或準(zhǔn)正交的互相關(guān)特性。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征在 于，在步驟（2)中進(jìn)一步包括： (21) 所述地面發(fā)射端將所述上行引導(dǎo)段按時(shí)間順序劃分為捕獲引導(dǎo)段和業(yè)務(wù)引導(dǎo) 段； (22) 所述捕獲引導(dǎo)段輔助所述衛(wèi)星接收端捕獲所述上行信號(hào)； (23) 所述業(yè)務(wù)引導(dǎo)段引導(dǎo)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)解。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征在 于，所述捕獲引導(dǎo)段為全'〇'或全'1'比特，所占用的時(shí)間長(zhǎng)度與所述衛(wèi)星接收端完成捕獲 所述上行引導(dǎo)段所需的時(shí)間相關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于LEO衛(wèi)星多波束接收星上處理的多址接入方法，其特征在 于，在步驟（21)中進(jìn)一步包括： (211)所述地面發(fā)射端將所述業(yè)務(wù)引導(dǎo)段劃分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指示段和擴(kuò)展字段， 其中所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼指示段用以指示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻所使用的擴(kuò)頻碼，所述擴(kuò)展字段用 以提供所述上行業(yè)務(wù)段的先驗(yàn)信息。
【文檔編號(hào)】H04B7/185GK104378152SQ201410626192
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】姜泉江, 劉會(huì)杰, 于煬, 姜興龍 申請(qǐng)人:上海微小衛(wèi)星工程中心